Когда речь заходит об атомно-силовых микроскопах (atomic force microscope, AFM), электронных микроскопах и другой высокотехнологичной научной технике, большинство непосвященных в это дело людей представляют себе невероятно сложные установки, опутанные электрическими проводами, как паутиной. В некоторой мере это соответствует действительности, исследовательские AFM-микроскопы, способные производить съемку объектов нано-уровня, являются сложными приборами, изготовленными из специализированных и уникальных компонентов, стоимость которых начинается с отметки в 100 тысяч долларов. Но всегда ли нужна высокая сложность и высокая стоимость научного оборудования?

Оказывается, далеко не всегда, и это наглядно продемонстрировала группа студентов старших курсов из Университетского лондонского колледжа (University College London, UCL), университета Цинхуа (Tsinghua University) и Пекинского университета, которая сделала своими руками AFM-микроскоп, или как его еще называют – наноскоп, используя только детали конструктора LEGO и электронную систему управления на базе популярного в определенных кругах контроллера Arduino.

При создании Лего-AFM-микроскопа, который получил наименование LEGO2NANO, вместе со студентами работали их преподаватели и опытные университетские инженеры, объединенный опыт и усилия которых позволили создать дешевый и эффективный AFM-микроскоп, с помощью которого можно наблюдать за объектами, размеры которых составляют нанометры и меньше, что намного меньше, чем можно разглядеть в самый совершенный и невероятно дорогой оптический микроскоп.

Студенческой команде потребовалось около пяти дней для создания и демонстрации возможностей функционирующего AFM-микроскопа. В конструкции микроскопа LEGO2NANO были использованы стандартные блоки конструктора LEGO, контроллер Arduino, элементы бытовой электроники и некоторые детали, изготовленные с помощью технологий трехмерной печати, на общую сумму в 500 долларов.

Но в результате затраченные усилия окупились сторицей, объединенная студенческая команда стала победителем и получила премию в конкурсе Best Technical Design.

Отметим, что конкурс Best Technical Design, проводившейся в Пекине, был организован и спонсировался Фондом LEGO (LEGO Foundation) и организацией, имеющей отношение к среднему образованию в Китае, и другими учебными и научными заведениями. В конкурсе, помимо университетских команд со всего мира, принимали участие команды, составленные из наилучших учеников китайских средних школ.

А целью конкурса Best Technical Design являлась разработка недорогих и доступных научных инструментов, которые могут быть использованы в школах и университетах для образовательных целей.

«Помимо использования в образовательных целях, дешевые научные инструменты могут иметь очень важное значение для медицинских и научных учреждений в развивающихся странах» – рассказывает Габриэль Аеппли (Gabriel Aeppli), директор Центра нанотехнологий Университетского лондонского колледжа, одного из основных спонсоров конкурса, – «Именно поэтому такие проекты, как LEGO2NANO, имеют весьма важное значение».